min的速率由室溫升到500°C，恒溫2h;再以5°C/min的速率升到520°C，恒溫2h(去氨過(guò)程)。之后讓體系自然冷卻，研磨后得到淡黃色g-C3N4粉末。
[0040](2)溶液配制:將Ig固體顆粒AuCl3.HCl.4H20溶于10mL去離子水中，制得1mg/HiL濃度的AuCl3.HCl.4H20儲(chǔ)備液。
[0041 ] (3)Au/g-C3N4制備:采用光還原沉積法。0.3g的g-C3N4加入60mL去離子水和15mL無(wú)水甲醇中，加入濃度為10mg/mL AuCl3.HCl.4H20儲(chǔ)備液628yL，首先在黑暗條件下磁力攪拌兩小時(shí)使Au3+與g-C3N4充分接觸。接著光照3h，光還原反應(yīng)所用光源為300W的氙燈，采用紫外濾光片UVREF使出射光譜波長(zhǎng)200?400nm范圍。反應(yīng)過(guò)程中持續(xù)通Ar氣，并不斷磁力攪拌。抽濾，去離子水清洗三次，60°C空氣氣氛下過(guò)夜烘干，得到高可見(jiàn)光電子轉(zhuǎn)移Au/g-C3N4負(fù)載型光催化材料。
[0042]實(shí)施例4
[0043]I.光催化劑Au/g_C3N4(2.0wt% )的制備
[0044](I)g-C3N4制備:采用前驅(qū)體熱解聚合法。稱(chēng)取8g二氰二胺放入加蓋的坩禍中，在馬弗爐中先以10°C/min的速率由室溫升到500°C，恒溫2h;再以5°C/min的速率升到520°C，恒溫2h(去氨過(guò)程)。之后讓體系自然冷卻，研磨后得到淡黃色g-C3N4粉末。
[0045](2)溶液配制:將Ig固體顆粒AuCl3.HCl.4H20溶于10mL去離子水中，制得1mg/HiL濃度的AuCl3.HCl.4H20儲(chǔ)備液。
[0046](3)Au/g-C3N4制備:采用光還原沉積法。0.3g的g-C3N4加入60mL去離子水和15mL無(wú)水甲醇中，加入濃度為lOmg/mL AuCl3.HCl.4H20儲(chǔ)備液1256yL，首先在黑暗條件下磁力攪拌兩小時(shí)使Au3+與g-C3N4充分接觸。接著光照3h，光還原反應(yīng)所用光源為300W的氙燈，采用紫外濾光片UVREF使出射光譜波長(zhǎng)200?400nm范圍，光照3h。反應(yīng)過(guò)程中持續(xù)通Ar氣，并不斷磁力攪拌。抽濾，去離子水清洗三次，60°C空氣氣氛下過(guò)夜烘干，得到高可見(jiàn)光電子轉(zhuǎn)移Au/g-C3N4負(fù)載型光催化材料。
[0047]實(shí)施例5
[0048]I.光催化劑Au/g_C3N4(5.0wt% )的制備
[0049](I)g-C3N4制備:采用前驅(qū)體熱解聚合法。稱(chēng)取1g二氰二胺放入加蓋的坩禍中，在馬弗爐中先以10°C/min的速率由室溫升到500°C，恒溫2h;再以5°C/min的速率升到520°C，恒溫2h(去氨過(guò)程)。之后讓體系自然冷卻，研磨后得到淡黃色g-C3N4粉末。
[0050](2)溶液配制:將Ig固體顆粒AuCl3.HCl.4H20溶于去10mL去離子水中，制得10mg/mL濃度的AuCh.HCl.4出0儲(chǔ)備液。
[0051 ] (3)Au/g-C3N4制備:采用光還原沉積法。0.3g的g-C3N4加入60mL去離子水和15mL無(wú)水甲醇中，加入濃度為10mg/mL的AuCl3.HCl.4H20儲(chǔ)備液3140yL，首先在黑暗條件下磁力攪拌兩小時(shí)使Au3+與g-C3N4充分接觸。接著光照3h，光還原反應(yīng)所用光源為300W的氙燈，采用紫外濾光片UVREF使出射光譜波長(zhǎng)200?400nm范圍，光照3h。反應(yīng)過(guò)程中持續(xù)通Ar氣，并不斷磁力攪拌。抽濾，去離子水清洗三次，60°C空氣氣氛下過(guò)夜烘干，得到高可見(jiàn)光電子轉(zhuǎn)移Au/g-C3N4負(fù)載型光催化材料。
[0052]性能測(cè)試方法:
[0053]I)產(chǎn)氫效果實(shí)驗(yàn)
[0054]稱(chēng)取0.05g催化劑樣品放入帶循環(huán)夾套的自制光催化反應(yīng)器中，放入磁力攪拌子，依次加入35mL水和15mL甲醇。用硅膠墊墊于石英反應(yīng)器蓋和反應(yīng)器中間，在連接處均勻涂抹真空硅脂，并在邊緣纏繞密封膠帶，使反應(yīng)器密封。從取樣口持續(xù)通高純氬氣Ih，使反應(yīng)器中空氣排盡。之后迅速用密封墊及生料帶密封取樣口，并打開(kāi)光源。實(shí)驗(yàn)所用光源為300W氙燈，使用VisREF(350-780nm)和Uvircut(400-780nm)濾光片使出射光譜波長(zhǎng)范圍為400-780nm，光線從上到下照射，光強(qiáng)為140mW/cm2。持續(xù)通入循環(huán)水，使反應(yīng)體系的溫度維持穩(wěn)定。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程不斷磁力攪拌，使樣品一直處于懸浮狀態(tài)。開(kāi)燈前及開(kāi)燈后每小時(shí)取樣分析產(chǎn)氫濃度。
[0055]2)脫氯效果實(shí)驗(yàn)
[0056]稱(chēng)取0.15g催化劑樣品放入帶循環(huán)夾套的自制光催化反應(yīng)器中(催化劑的濃度為lg/L)，放入磁力攪拌子，依次加入去離子水10mL(通N2約15分鐘)，甲醇50mL，5g/L的2，4一二氯苯酚儲(chǔ)備液600yL，使2，4-二氯苯酚的初始濃度為2011^/1，磁力攪拌使溶液混合均勻。實(shí)驗(yàn)室所用光源為300W的氙燈，使用可見(jiàn)光[VisREF(350-780nm)和UVIRCUT(400-780nm)濾光片使出射光譜波長(zhǎng)范圍為400-780nm，光線從上到下照射。持續(xù)通入循環(huán)水，使反應(yīng)體系的溫度維持穩(wěn)定。反應(yīng)過(guò)程中持續(xù)通N2,并不斷磁力攪拌。采用真空硅脂進(jìn)行密封，取樣時(shí)間為O，2，5，10，20，30，60，90，120，180，240，300min。取得的樣用一次性微孔濾頭(0.45μπι聚醚砜膜)(PES)過(guò)濾，采用高效液相色譜(HPLC)分析2，4 一二氯苯酚濃度。(3)測(cè)試結(jié)果說(shuō)明
[0057]對(duì)實(shí)施例1-5所得的高可見(jiàn)光電子轉(zhuǎn)移Au/g_C3N4負(fù)載型光催化材料按前述性能測(cè)試方法進(jìn)行產(chǎn)氫和脫氯測(cè)試，其結(jié)果如圖4、5所示。
[0058]從圖4可以看出，當(dāng)g_C3N4負(fù)載Au顆粒后，產(chǎn)氫效果顯著增強(qiáng)，且lwt%Au/g-C3N4取得最佳產(chǎn)氫效果。當(dāng)負(fù)載量為小于1^%時(shí)，隨著Au負(fù)載量的增加，產(chǎn)氫效果增強(qiáng)，主要由于Au作為助催化劑為反應(yīng)提供活性位點(diǎn)，此外Au的SPR效應(yīng)增強(qiáng)對(duì)可見(jiàn)光的吸收，最終導(dǎo)致光催化活性的增強(qiáng)。而當(dāng)金的負(fù)載量大于1?〖％時(shí)，產(chǎn)氫效果下降，主要是由于過(guò)量的Au在g-C3N4表面聚集，導(dǎo)致參與反應(yīng)的催化劑的活性界面減少。。
[0059 ] 從圖5也可以看出，仍是Iwt % Au/g-C3N4取得最佳脫氯效果。且當(dāng)負(fù)載量小于Iwt %時(shí)，隨著Au負(fù)載量的增加，脫氯效果增強(qiáng)，主要在于Au作為助催化劑及SPR效應(yīng)最終導(dǎo)致了催化活性的增強(qiáng)；而當(dāng)Au的負(fù)載量大于1的％時(shí)，產(chǎn)氫效果下降，主要是由于Au的積聚導(dǎo)致催化活性界面減少的關(guān)系。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高可見(jiàn)光電子轉(zhuǎn)移AU/g-C3N4負(fù)載型光催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)前驅(qū)體熱解聚合法制備g_C3N4 稱(chēng)取2?1g的二氰二胺作為碳氮源，放入加蓋的坩禍中，轉(zhuǎn)至馬弗爐中加溫去氨；自然冷卻后，研磨得到淡黃色g-C3N4粉末； (2)配制儲(chǔ)備液 將Ig的AuCl3.HCl.4H20固體顆粒溶于10mL去離子水中，制得濃度為10mg/mL的AuCl3.HCl.4H20儲(chǔ)備液； (3)光還原沉積法制備Au/g-C3N4 將0.3g的g-C3N4粉末加至60mL去離子水和15mL無(wú)水甲醇的混合溶液中，再加入130?3140yL的AuCl3.HCl.4H20儲(chǔ)備液，首先在黑暗條件下磁力攪拌2小時(shí)使Au3+與g_C3N4充分接觸;接著光照3h，光還原反應(yīng)采用紫外濾光片UVREF使光源的出射光譜波長(zhǎng)在200?400nm范圍；反應(yīng)結(jié)束后，抽濾并以去離子水清洗三次，在60°C的空氣氣氛下過(guò)夜后烘干，得到高可見(jiàn)光電子轉(zhuǎn)移Au/g_C3N4負(fù)載型光催化材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述的加溫去氨是指:碳氮源在馬弗爐中先以10°C/min的速率由室溫升到500°C，恒溫2h;再以5°C/min的速率升到520°C，恒溫2h;通過(guò)該加溫過(guò)程除去碳氮源中的氨成分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述的光源是300W的氙燈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(3)的反應(yīng)過(guò)程中，持續(xù)通Ar氣以排除O2的干擾，并持續(xù)磁力攪拌。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高可見(jiàn)光電子轉(zhuǎn)移Au/g-C3N4負(fù)載型光催化材料的比表面積為78?300m2/g，禁帶寬度Eg = 2.7eV。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及材料制備及光催化領(lǐng)域，旨在提供一種高可見(jiàn)光電子轉(zhuǎn)移Au/g-C3N4負(fù)載型光催化材料的制備方法。該方法包括：前驅(qū)體熱解聚合法制備g-C3N4、配制AuCl3·HCl·4H2O儲(chǔ)備液和光還原沉積法制備Au/g-C3N4三個(gè)步驟。本發(fā)明制得的g-C3N4為層狀結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積和適宜的禁帶寬度。本發(fā)明所得光催化材料中Au均勻分散于載體表面。一方面Au作為助催化劑可以促進(jìn)光生電子空穴的完全分離并提供反應(yīng)活性位點(diǎn)；另一方面Au的SPR效應(yīng)可以促進(jìn)可見(jiàn)光的吸收，最終達(dá)到光催化反應(yīng)效果的提高。
【IPC分類(lèi)】B01J37/03, B01J35/10, B01J27/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105498820
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510926497
【發(fā)明人】趙偉榮, 謝麗紅
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日